JP2005016241A - Structure of column base part - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、照明柱、信号柱及び道路標識柱などに使用される金属管柱の柱脚部の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
道路や公園等において、照明柱、信号柱及び標識柱が設置されており、その柱には円形や角形の金属管柱が広く使用されている。金属管柱としては、一般に鋼管柱が用いられ、コンクリートなどの基礎の上に設置された柱脚金物の上に立設されている。
【0003】
特許文献1には、基礎に固定されるベース部と金属管柱に接合される立上り部とから形成される中空状の柱脚金物が記載されている。
【0004】
その構造の一例を図5を用いて説明する。図5は、金属管柱と柱脚金物を示し、(a)は横断面図、(b)は縦断面図、(c)は(b)の一部を拡大した図である。
【0005】
柱脚金物1はコンクリート基礎2に固定されたベース部1aと立上り部1bとから一体的に形成されている。ベース部は、外周が面取りされた矩形の板状であって、その中心は円形の穴を形成していて、立上り部とともに、柱脚金物の内部全体を上下方向に貫通する中空を形成している。ベース部1aには、コンクリート基礎2から突設されたアンカーボルト4を通すためのボルト孔1cが形成されている。そして、アンカーボルト4は固定ナット6によって固定される。
【0006】
立上り部1bの内部は上下方向に貫通する中空状に形成され、ベース部とともに、柱脚金物の内部全体を上下方向に貫通する中空を形成している。この柱脚金物の内部の中空部は、ケーブル等の通線作業の場所となる。立上り部の外径は、下端は金属管柱3の外径より大きく、上方向に行くにつれて徐々に径を細くしてゆき、上端の嵌合部1dの直下で金属管柱の外径とほぼ同一に形成される。嵌合部は、立上り部の上端の外面に形成されていて、図5(c)に示すように、金属管柱の下端部を立上がり部の上端部の外面に嵌め込むことができる構造となっている。
【0007】
嵌合部1dの下端部には、同じく図5(c)に示すように、周方向に連続するレ形の開先5が形成され、この開先5において金属管柱の下端を突き合わせ溶接することによって、立上り部と金属管柱が接合されている。
【0008】
【特許文献1】特開2000−336776号公報
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構造では、金属管柱から柱脚金物に作用する荷重は、柱脚金物の立上り部の上端の嵌合部のみを介して金属管柱から柱脚金物に伝えられるので、強風や振動を受けたときに、嵌合部への応力集中を引き起こしやすいという問題があった。
【0009】
さらに、この嵌合部は金属管柱を立設するとともに、金属管柱の下端を柱脚金物の立上り部上端に突き合わせ溶接するために、複雑な形状とならざるを得ないという問題があった。
【0010】
この発明は、以上の問題を解決するためになされたもので、構造が簡単で金属管柱の下端部と柱脚金物を確実に接合できて、かつ応力集中が緩和される柱脚部の構造を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る柱脚部の構造は、基礎に固定されるベース部と金属管柱に接合される立上り部とから形成される中空状の柱脚金物と、その上に立設された金属管柱とからなる柱脚部の構造であって、立上がり部の上端の内径とほぼ同一の外径を有する金属管柱が立上がり部の内側に挿入され、立上り部と金属管柱が接合されていることを特徴とする。
【0012】
そして、立上り部と金属管柱は、金属管周面の溶接によって接合されていることが好ましい。立上り部の上端の金属管周面と金属管柱の下端の周面の2カ所で溶接によって接合されていることが、より好ましい。
【0013】
ここで、「立上がり部の上端の内径とほぼ同一の外径を有する金属管柱」とは、立上り部の上端の内面に、金属管柱を挿入、立設できる程度の外径を有する金属管柱を意味する。
【0014】
本発明に係る金属管支柱に用いられる金属管としては、特に制約はないが、鋼管、ステンレス鋼管、アルミニウム管などが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1〜図4に、本発明に係る柱脚部の構造の一例を示す。
【0016】
図は、いずれも、(a)は横断面図、(b)は縦断面図を示す。金属管柱の形状、柱脚金物の立上り部の内面及び外面形状、及びベース部の形状は、様々である。
【0017】
ここで、柱脚金物1はコンクリートの基礎2に固定されるベース部1aと、金属管柱3に接合される立上り部1bとから一体的に形成されている。
【0018】
ベース部1aは面取りされた矩形板状又は円板状に形成され、ベース部の中心は円形又は多角形状の穴が形成され、立上り部とともに柱脚金物の内部全体を上下方向に貫通する中空を形成している。ベース部1aにはコンクリート基礎2の上端部に突設されたアンカーボルト4を通すためのボルト孔1cが形成されている。アンカーボルト4は固定ナット6によって固定されている。
【0019】
立上り部1bの内部は上下方向に貫通する中空状に形成される。立上り部の下端は、その内面と外面の両方とも、金属管柱の外径より大きく、上方向に行くにつれて徐々に径を細くしてゆくが、その形状は金属管柱の形状とは無関係に設計が可能であり、制約はない。
【0020】
しかしながら、立上り部の上端の内面は、金属管柱3を挿入することができるように、金属管柱3の外径とほぼ同一の内径を有し、かつ金属管柱3の外面形状とほぼ同じ形状を有する。例えば、金属管柱3の外面形状が円形の場合は、立上り部1bの上端の内面も、金属管柱3の外径とほぼ同一内径の円形の断面形状に形成される(図1)。そして、金属管柱3の外面形状が八角形の場合には立ち上がり部1bの上端の内面も、金属管柱3の外径とほぼ同一内径の八角形の断面形状に形成される(図2)。
【0021】
これに対して、立上り部の上端の外面は、金属管柱3の外径より大きくする必要はあるが、その外面形状は金属管柱の形状とは無関係に設計が可能であり、制約はない。例えば、金属管柱3の外面形状が円形の場合は、立上り部1bの外面は円形でもよい(図1)し、多角形状でもよい(図3)。
【0022】
また、ベース部1aの形状については、面取りされた矩形板状又は円板状を例示したが、この形状も格別の制約はなく、他の形状でも構わない。また、その形状も、金属管柱の形状とは無関係に設計が可能であり、制約はない。例えば、金属管柱3の外面形状が円形の場合は、ベース部1aの形状は面取りされた矩形板状でもよい(図1)し、円板状でもよい(図4)。
【0023】
このように、本発明にかかる柱脚金物の内部の中空部は、ベース部の穴径を金属管柱の径よりもかなり大きくすることができ、また立上り部も下端は大きくすることができるので、柱脚金物の中空部でのケーブル等の通線作業の場所的制約は少ない。
【0024】
柱脚金物のベース部と立上り部は、鍛造又は鋳造などによって一体的に製造してもよいし、また、それぞれを別々に製造した後、溶接して一体化してもよい。本発明にかかる柱脚金物は、立上り部の上端の形状がシンプルなので、製造が容易である。
【0025】
なお、柱脚金物の立上り部の内面には、金属管柱が挿入される上端を除いて、水平方向又は垂直方向に補強リブを設けてもよい。いずれも、その数に制限はない。水平補強リブは、周方向に連続して設けてもよい。
【0026】
そして、ベース部1aの径、および立上り部1bの高さと径は柱脚部に作用する曲げ応力、せん断力、軸力、さらには金属管柱3とのバランス等を参酌して適宜決めることができる。
【0027】
こうして製造された柱脚金物の内部に、金属管柱の下端を挿入して、立設し、柱脚金物の立上り部と金属管柱を接合することによって、柱脚部となる。この柱脚部は、金属管周面の隅肉溶接によって接合するのが好ましい。溶接は、図1(b)に示すように、柱脚金物の立上り部の上端の金属管周面7と金属管柱の下端の周面8の両方が可能である。いずれか一方の溶接でもよいが、2カ所とも溶接するのが、より好ましい。金属管柱の下端の周面8の隅肉溶接は、ベース部を基礎に固定する前に、柱脚金物の内部の中空部において作業することができる。
【0028】
溶接を金属管柱の2カ所の周面で行った場合は、応力が2カ所にかつ周方向に分散されて、応力集中が緩和され、疲労による亀裂の発生を防ぐことができるからである。
【0029】
また、本発明によれば、金属管柱の下端を長く挿入することができるので、その分、金属管柱からの荷重を分散することができる。
【0030】
【実施例】
ここで、金属柱として鋼管柱を用い、柱脚金物の立上り部の内側に挿入することによって、柱脚部が受ける曲げモーメントの許容量を、従来例との比較のもとで、検証する。
【0031】
高さ10mの鋼管柱の柱脚部であって、柱脚部の鋼管柱の外径が174mm、肉厚4.2mmであるとしたときの、柱脚部の許容曲げモーメントMは、次のとおりとなる。
(1)従来例(図5)にかかる柱脚部の場合
(接合は、立ち上がり部の上端の嵌合部での突き合わせ溶接とする)
(2)本発明にかかる柱脚部の場合
(接合は、立上り部の上端の鋼管周面と鋼管柱の下端の周面の2カ所の隅肉溶接とする。隅肉溶接の脚長を6mmとする。鋼管柱の挿入深さLは、(a)L=100mm、(b)L=150mmの2つのケースとする。)
(a)鋼管柱の挿入深さL=100mmの場合
(b)鋼管柱の挿入深さL=150mmの場合
したがって、鋼管柱を柱脚金物の立上り部の内側に挿入することによって、柱脚部の許容曲げモーメントMは、従来の外側に立設したときと比べて、格段に向上することが分かる。また、鋼管柱の挿入深さを長くすることにより、柱脚部の許容曲げモーメントMは、格段に向上することが分かる。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、構造が簡単で、金属管柱の下端部と柱脚金物を確実に接合できて、かつ応力集中が緩和された柱脚部の構造が得られるので、疲労による亀裂の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、円形の金属管柱と柱脚金物を示し、(a)は横断面図、(b)は縦断面図である。ここで、柱脚金物の立ち上がり部は内面と外面とも円形断面を有し、ベース部は面取りされた矩形板状である。
【図2】図2は、八角形の金属管柱と柱脚金物を示し、(a)は横断面図、(b)は縦断面図である。ここで、柱脚金物の立ち上がり部は、内面は八角形断面、外面は円形断面を有する。ベース部は面取りされた矩形板状である。
【図3】図3は、円形の金属管柱と柱脚金物を示し、(a)は横断面図、(b)は縦断面図である。ここで、柱脚金物の立ち上がり部は、内面は円形断面、外面は八角形断面を有する。ベース部は面取りされた矩形板状である。
【図4】図4は、円形の金属管柱と柱脚金物を示し、(a)は横断面図、(b)は縦断面図である。ここで、柱脚金物の立ち上がり部は内面と外面とも円形断面を有し、ベース部は円形板状である。
【図5】図5は、従来の金属管柱と柱脚金物を示し、(a)は横断面図、(b)は縦断面図、(c)は(b)の一部を拡大した図である。
【符号の説明】
1 柱脚金物
1a ベース部
1b 立上り部
1c ボルト孔
1d 嵌合部
2 基礎
3 金属管柱
4 アンカーボルト
5 開先
6 固定ナット
7 柱脚金物の立上り部の上端の金属管周面
8 金属管柱の下端の周面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a column base portion of a metal tube column used for an illumination column, a signal column, a road sign column, and the like.
[0002]
[Prior art]
Lighting columns, signal columns and sign columns are installed on roads and parks, and circular or square metal tube columns are widely used for the columns. Steel pipe columns are generally used as the metal tube columns, and are erected on column bases installed on a foundation such as concrete.
[0003]
Patent Document 1 describes a hollow column base metal formed from a base portion fixed to a foundation and a rising portion joined to a metal tube column.
[0004]
An example of the structure will be described with reference to FIG. 5A and 5B show a metal tube column and a column base metal, wherein FIG. 5A is a transverse sectional view, FIG. 5B is a longitudinal sectional view, and FIG. 5C is an enlarged view of part of FIG.
[0005]
The column base 1 is integrally formed of a base portion 1a fixed to a
[0006]
The inside of the rising part 1b is formed in a hollow shape that penetrates in the vertical direction, and together with the base part, forms a hollow that penetrates the entire interior of the column base metal in the vertical direction. The hollow portion inside the column base metal is a place for wiring work such as a cable. The outer diameter of the rising portion is larger at the lower end than the outer diameter of the
[0007]
Similarly, as shown in FIG. 5C, a lave groove 5 that is continuous in the circumferential direction is formed at the lower end of the fitting portion 1d, and the lower end of the metal tube column is butt welded in the groove 5. Thus, the rising portion and the metal tube column are joined.
[0008]
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-336776 [Problem to be Solved by the Invention]
In the structure as described above, the load acting on the column base metal from the metal pipe column is transmitted from the metal tube column to the column base metal bracket only through the fitting portion at the upper end of the column base metal bracket. When subjected to vibration, there is a problem that stress concentration on the fitting portion is likely to occur.
[0009]
Furthermore, this fitting portion has a problem that it has to have a complicated shape because the metal tube column is erected and the lower end of the metal tube column is butted against the upper end of the rising portion of the column base metal. .
[0010]
The present invention has been made to solve the above problems, and has a simple structure, a structure of a column base that can securely join a lower end of a metal tube column and a column base metal, and can reduce stress concentration. The purpose is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The structure of the column base portion according to the present invention includes a hollow column base metal formed from a base portion fixed to a foundation and a rising portion joined to a metal tube column, and a metal tube erected thereon. It is a structure of a column base composed of a column, and a metal tube column having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the upper end of the rising portion is inserted inside the rising portion, and the rising portion and the metal tube column are joined. It is characterized by that.
[0012]
And it is preferable that the rising part and the metal pipe column are joined by welding of the metal pipe peripheral surface. It is more preferable that the metal pipe peripheral surface at the upper end of the rising portion and the peripheral surface at the lower end of the metal pipe column are joined by welding at two locations.
[0013]
Here, “a metal tube column having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the upper end of the rising portion” means a metal tube having an outer diameter enough to insert and stand the metal tube column on the inner surface of the upper end of the rising portion. Means a pillar.
[0014]
Although there is no restriction | limiting in particular as a metal pipe used for the metal pipe support | pillar which concerns on this invention, A steel pipe, a stainless steel pipe, an aluminum pipe etc. are preferable.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4 show an example of the structure of the column base according to the present invention.
[0016]
In each of the figures, (a) is a transverse sectional view, and (b) is a longitudinal sectional view. The shape of the metal tube column, the shape of the inner surface and the outer surface of the rising portion of the column base metal, and the shape of the base portion are various.
[0017]
Here, the column base 1 is integrally formed from a base portion 1 a fixed to the
[0018]
The base portion 1a is formed in a chamfered rectangular plate shape or a disc shape, and a circular or polygonal hole is formed at the center of the base portion, and a hollow that penetrates the entire interior of the column base metal fitting together with the rising portion in the vertical direction. Forming. Bolt holes 1c are formed in the base portion 1a for passing
[0019]
The inside of the rising part 1b is formed in a hollow shape penetrating in the vertical direction. The lower end of the rising part is larger than the outer diameter of the metal tube column on both the inner surface and outer surface, and gradually decreases in diameter as it goes upward, but the shape is independent of the shape of the metal tube column. Design is possible and there are no restrictions.
[0020]
However, the inner surface of the upper end of the rising portion has an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the
[0021]
On the other hand, the outer surface of the upper end of the rising portion needs to be larger than the outer diameter of the
[0022]
Moreover, although the chamfered rectangular plate shape or disk shape was illustrated about the shape of the base part 1a, this shape does not have a special restriction | limiting and may be another shape. Moreover, the shape can also be designed irrespective of the shape of the metal tube column, and there is no restriction. For example, when the outer surface shape of the
[0023]
Thus, the hollow part inside the column base according to the present invention can make the hole diameter of the base part considerably larger than the diameter of the metal tube pillar, and the rising part can also have a larger lower end. In addition, there are few place restrictions on the wiring work such as cables in the hollow part of the column base.
[0024]
The base portion and the rising portion of the column base metal may be integrally manufactured by forging or casting, or may be manufactured separately and then integrated by welding. The column base hardware according to the present invention is easy to manufacture because the shape of the upper end of the rising portion is simple.
[0025]
Reinforcing ribs may be provided in the horizontal direction or the vertical direction on the inner surface of the rising portion of the column base metal, except for the upper end where the metal tube column is inserted. In any case, the number is not limited. The horizontal reinforcing rib may be provided continuously in the circumferential direction.
[0026]
The diameter of the base portion 1a and the height and diameter of the rising portion 1b are appropriately determined in consideration of the bending stress, shearing force, axial force acting on the column base, and the balance with the
[0027]
A column base is formed by inserting the lower end of the metal tube column into the column base hardware manufactured in this way, standing, and joining the rising portion of the column base metal and the metal tube column. The column bases are preferably joined by fillet welding of the circumferential surface of the metal tube. As shown in FIG. 1B, welding can be performed on both the metal pipe
[0028]
This is because when the welding is performed on the two peripheral surfaces of the metal tube column, the stress is dispersed in two locations and in the circumferential direction, the stress concentration is relaxed, and the occurrence of cracks due to fatigue can be prevented.
[0029]
Further, according to the present invention, the lower end of the metal tube column can be inserted long, and accordingly, the load from the metal tube column can be dispersed.
[0030]
【Example】
Here, a steel pipe column is used as the metal column, and the bending moment received by the column base is verified by comparison with a conventional example by inserting the column into the rising portion of the column base metal.
[0031]
The column base of a steel pipe column having a height of 10 m, and the allowable bending moment M of the column base when the outer diameter of the steel pipe column of the column base is 174 mm and the wall thickness is 4.2 mm is It becomes as follows.
(1) In the case of the column base portion according to the conventional example (FIG. 5) (joining is butt welding at the fitting portion at the upper end of the rising portion)
(2) In the case of the column base according to the present invention (joining is performed with fillet welding at two locations, the steel pipe peripheral surface at the upper end of the rising portion and the peripheral surface at the lower end of the steel pipe column. The leg length of the fillet weld is 6 mm. (The insertion depth L of the steel pipe column is assumed to be two cases of (a) L = 100 mm and (b) L = 150 mm.)
(A) When steel pipe column insertion depth L = 100 mm
(B) When the steel tube column insertion depth L is 150 mm
Therefore, it can be seen that by inserting the steel pipe column inside the rising portion of the column base metal, the allowable bending moment M of the column base portion is remarkably improved as compared with the case where the column base is standing outside. Moreover, it turns out that the allowable bending moment M of a column base part improves markedly by lengthening the insertion depth of a steel pipe column.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a structure of a column base that has a simple structure, can reliably join the lower end portion of the metal tube column and the column base metal, and has a reduced stress concentration. Can be prevented.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a circular metal tube column and a column base metal, wherein FIG. 1A is a transverse sectional view and FIG. 1B is a longitudinal sectional view. Here, the rising portion of the column base metal has a circular cross section on both the inner surface and the outer surface, and the base portion is a chamfered rectangular plate shape.
FIGS. 2A and 2B show an octagonal metal tube column and a column base metal, in which FIG. 2A is a cross-sectional view and FIG. 2B is a vertical cross-sectional view. Here, the rising portion of the column base metal has an octagonal cross section on the inner surface and a circular cross section on the outer surface. The base is a chamfered rectangular plate.
FIGS. 3A and 3B show a circular metal tube column and a column base metal, wherein FIG. 3A is a transverse sectional view and FIG. 3B is a longitudinal sectional view. Here, the rising part of the column base metal has a circular cross section on the inner surface and an octagonal cross section on the outer surface. The base is a chamfered rectangular plate.
4A and 4B show a circular metal tube column and a column base metal, in which FIG. 4A is a transverse sectional view, and FIG. 4B is a longitudinal sectional view. Here, the rising portion of the column base metal has a circular cross section on the inner surface and the outer surface, and the base portion has a circular plate shape.
FIGS. 5A and 5B show a conventional metal tube column and column base metal, wherein FIG. 5A is a cross-sectional view, FIG. 5B is a vertical cross-sectional view, and FIG. 5C is an enlarged view of a part of FIG. It is.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Column base 1a Base part 1b Rising part 1c Bolt hole
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KR20160005869A (en) * | 2014-07-07 | 2016-01-18 | 현대중공업 주식회사 | Connecting structure and manufacturing method thereof |
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KR101952101B1 (en) * | 2014-07-07 | 2019-04-23 | 현대중공업 주식회사 | Connecting structure and manufacturing method thereof |
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